Les tunnels souterrains profonds du North Yorkshire offrent une occasion unique d’étudier comment les humains pourraient vivre et opérer sur la lune ou sur Mars.
Des chercheurs de l’Université de Birmingham ont lancé le projet Bio-SPHERE dans une installation de recherche unique située à 1,1 km sous la surface, dans l’un des sites miniers les plus profonds du Royaume-Uni. Le projet étudie comment les opérations scientifiques et médicales se dérouleraient dans les environnements difficiles de la lune et de Mars.
Il s’agit du premier d’une série de nouvelles installations de laboratoire prévues pour étudier comment les humains pourraient travailler – et rester en bonne santé – pendant de longues missions spatiales, une condition essentielle pour assurer la continuité des missions sur d’autres planètes.
L’équipe travaille en partenariat avec le Boulby Underground Laboratory, une installation souterraine profonde de 4 000 m3 axée sur la recherche en physique des particules, en sciences de la Terre et en astrobiologie, gérée par le Science and Technology Facilities Council (qui fait partie de UK Research and Innovation) avec le soutien du Opérateurs de la mine Boulby, ICL-UK.
Le projet Bio-SPHERE est basé sur un réseau de tunnels de 3 000 m3 adjacent au laboratoire de Boulby, qui traverse des gisements de sel gemme vieux de 250 millions d’années, constitués de couches d’évaporites permiennes laissées par la mer de Zechstein. Cet environnement géologique, ainsi que l’emplacement profond du sous-sol, ont permis aux chercheurs de recréer les conditions opérationnelles que les humains connaîtraient en travaillant dans des cavernes similaires sur la Lune et sur Mars. Cela comprend l’éloignement, l’accès limité à de nouveaux matériaux et les défis liés au déplacement d’équipement lourd.
Dans le même temps, grâce à l’environnement de rayonnement ultra-faible fourni par cette profondeur, l’emplacement permettra aux scientifiques d’étudier l’efficacité des habitats souterrains pour protéger les équipages spatiaux des rayonnements de l’espace lointain, qui constituent un risque important dans l’exploration spatiale, ainsi que d’autres dangers, tels que la chute de débris de météorites, qui risque d’endommager l’infrastructure de survie.
Le premier établissement à ouvrir dans le cadre de Bio-SPHERE (Biomédical Ssous-surface Pod pour Habitabilité et Extreme-environnements Rrecherche dans Expeditions), est basé sur un module de simulation de 3 mètres de large et est conçu spécifiquement pour tester les procédures biomédicales nécessaires à la préparation des matériaux pour le traitement des lésions tissulaires. Ceux-ci comprennent des fluides complexes, des polymères et des hydrogels pour la médecine régénérative qui pourraient être utilisés, par exemple, dans des pansements ou des charges pour atténuer les dommages.
Un article décrivant le concept et la conception d’un tel habitat a été récemment publié dans npj Microgravité.
Bio-SPHERE, qui comprend une gamme de capacités pour le travail stérile et le traitement des matériaux, combine ces installations de simulation et un environnement géologique utile avec un accès aux installations adjacentes du laboratoire de physique et de chimie.
Cet environnement offre la possibilité de simuler divers scénarios de mission et de mener des recherches scientifiques interdisciplinaires de pointe, allant des effets des environnements extrêmes sur les paramètres biologiques et physicochimiques et sur l’infrastructure médicale, jusqu’à l’étude de la disponibilité des ressources « in situ » telles que car la pression ambiante, la température et la géologie peuvent être utilisées pour la construction de l’habitat.
La chercheuse principale, le Dr Alexandra Iordachescu, de l’École de génie chimique de l’Université de Birmingham, a déclaré : « Nous sommes ravis de nous associer à la fantastique équipe scientifique du Laboratoire souterrain de Boulby. Cette nouvelle capacité aidera à recueillir des informations qui peuvent donner des conseils sur le systèmes, dispositifs et biomatériaux de survie qui pourraient être utilisés dans les urgences médicales et la réparation des tissus suite à des dommages lors de missions dans l’espace lointain. »
« Ces types de mesures peuvent guider la conception du système et aider à évaluer les besoins scientifiques et les délais acceptables dans les opérations de bio-ingénierie sous les contraintes d’environnements isolés, tels que les habitats spatiaux. Les données sont également susceptibles d’apporter de nombreux avantages pour les applications terrestres, telles que la réalisation d’interventions biomédicales dans des zones reculées ou dans des environnements dangereux et plus généralement, la compréhension des flux de travail biomédicaux dans ces environnements non idéaux. »
Le professeur Sean Paling, directeur et scientifique principal du laboratoire souterrain de Boulby, a déclaré : « Nous sommes très heureux de travailler avec le Dr Iordachescu et l’équipe de l’Université de Birmingham sur ce travail passionnant. Les défis à venir pour l’humanité dans l’exploration des habitats au-delà de la Terre sont clairement nombreux et significatifs. »
« Le projet Bio-SPHERE promet d’aider à répondre à certaines questions logistiques clés dans l’établissement de conditions de vie durables dans des environnements souterrains éloignés et, ce faisant, contribuera de manière significative aux préparatifs essentiels de notre long, difficile et passionnant voyage collectif à venir. C’est aussi un excellent exemple de la diversité des études scientifiques qui peuvent être menées dans une installation scientifique souterraine profonde, et nous sommes très heureux de l’héberger. »
Plus d’information:
Alexandra Iordachescu et al, Habitats spatiaux pour la bio-ingénierie et la réparation chirurgicale : répondre aux besoins en tissus de reconstruction et de recherche lors de missions dans l’espace lointain, npj Microgravité (2023). DOI : 10.1038/s41526-023-00266-3